Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

+ Giám sát nhiệt độ liên tục tại các thời điểm trong ngày. Có thể xem nhiệt độ

tại các điểm đo trong cùng một thời điểm

+ Hiển thị nhiệt độ cao nhất và thơi điểm nhiệt độ cao nhất, thuận tiên cho việc

theo dõi nhiệt độ vượt ngưỡng

2.1.2. Yêu cầu của hệ thống

a. Module đo nhiệt độ

-



Yêu cầu chức năng

Kết nối với mạng internet qua wifi sử dụng module wifi8266.

Module đo có chức năng đọc tham số như là nhiệt độ, độ ẩm từ cảm biến



-



DHT11 sau đó gửi qua module wifi ESP8266 để truyền lên webserver.

Điều khiển cơ cấu chấp hành qua relay để điều khiển các thiết bị điện trong nhà



-



như: quạt, bóng đèn, điều hòa, tivi...

Điều khiển thiết bị: Người dùng có thể điều khiển bật tắt thiết bị điện từ giao







diện web phù hợp với tất cả các thiết bị như PC, laptop, máy tính bảng, điện

-



thoại thông qua internet.

Các dữ liệu từ module đo được ghi vào cơ sở dữ liệu mySQL theo thời gian để

lưu trữ nhằm phục vụ cho việc vẽ đồ thị giám sát nhiệt độ cũng như xuất bản



-



các báo cáo theo dạng file excel về nhiệt độ theo ngày, tháng, năm,…

Yêu cầu phi chức năng

Hoạt động ổn định, chính xác.



-



Sản phẩm nhỏ gọn, dễ sử dụng và đẹp mắt.



-



Hệ thống chạy ổn định.







b. Modun WebServer

Để hệ thống hoạt động được thì cần có sự kết hợp giữa Module đo và Module

WebServer. Module WebServer có vai trò vừa là giao diện để giao tiếp với người dùng

thì vừa là nơi lưu trữ dữ liệu của hệ thống để truy cập và sử dụng, cụ thể là:

-



Lưu tài khoản người dùng.

Lưu nhiệt độ, độ ẩm tức thời mà module đo gửi lên.

Lưu thời gian cập nhật dữ liệu lên server.

Đảm bảo tính bảo mật.

Hệ thống hoạt động ổn định



2.2. Thiết kế hệ thống

2.2.1. Thiết kế mạch đo nhiệt độ

Mạch có chức năng đọc nhiệt độ từ cảm biến và gửi lên web qua module wifi.

30



Hình 12. Sơ đờ khới của mạch thiết bị đo

-



Khối nguồn có chức năng cung cấp nguồn ni cho tồn mạch.

Khối vi điều khiển có chức năng điều khiển mọi hoạt động của mạch. Đọc

nhiệt độ, độ ẩm từ cảm biến gửi ra module wifi để truyền lên mạng. Ngồi ra

khối vi điều khiển còn có nhiệm vụ đọc và giải mã lệnh nhận được từ giao

diện web người dùng để đưa ra lệnh điều khiển tương ứng để điều chỉnh



-



nhiệt độ.

Khối module wifi vai trò giao tiếp giữa mạch và internet, vận chuyển dữ liệu



-



giữa hai module đo và module webserver.

Khối cảm biến nhiệt độ sử dụng cảm biến DHT11 có khả năng đo cả 2 thơng





-



số nhiệt độ và độ ẩm.

Một số đặc điểm cảm biến DHT11

DHT11 là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nó ra đời sau và được sử dụng thay

thế cho dòng SHT1x ở những nơi khơng cần độ chính xác cao về nhiệt độ



-



và độ ẩm.

Thông số kỹ thuật:

+ Do độ ẩm: 20%-95%

+ Nhiệt độ: 0-50ºC

+ Sai số độ ẩm ±5%

+ Sai số nhiệt độ: ±2ºC



31



-



Sơ đồ kết nối vi xử lý:



Hình 13. Sơ đờ ngun lý DTH11 kết nới MCU

-



Ngun lý hoạt động:

Để có thể giao tiếp với DHT11 theo chuẩn 1 chân vi xử lý thực hiện theo 2

bước:

o Gửi tin hiệu muốn đo (Start) tới DHT11, sau đó DHT11 xác nhận lại.

o Khi đã giao tiếp được với DHT11, Cảm biến sẽ gửi lại 5 byte dữ liệu và

nhiệt độ đo được.

- Bước 1: gửi tín hiệu Start



32



Hình 14. Gửi tín hiệu đo



o MCU thiết lập chân DATA là Output, kéo chân DATA xuống 0 trong khoảng thời

gian >18ms. Trong Code mình để 25ms. Khi đó DHT11 sẽ hiểu MCU muốn đo giá trị

nhiệt độ và độ ẩm.

o MCU đưa chân DATA lên 1, sau đó thiết lập lại là chân đầu vào.

o Sau khoảng 20-40us, DHT11 sẽ kéo chân DATA xuống thấp. Nếu >40us mà chân

DATA ko được kéo xuống thấp nghĩa là ko giao tiếp được với DHT11.

o Chân DATA sẽ ở mức thấp 80us sau đó nó được DHT11 kéo nên cao trong 80us.

Bằng việc giám sát chân DATA, MCU có thể biết được có giao tiếp được với DHT11

ko. Nếu tín hiệu đo được DHT11 lên cao, khi đó hồn thiện q trình giao tiếp của

MCU với DHT.

- Bước 2: đọc giá trị trên DHT11

DHT11 sẽ trả giá trị nhiệt độ và độ ẩm về dưới dạng 5 byte. Trong đó:

Byte 1: giá trị phần nguyên của độ ẩm (RH%)

Byte 2: giá trị phần thập phân của độ ẩm (RH%)

Byte 3: giá trị phần nguyên của nhiệt độ (TC)

Byte 4 : giá trị phần thập phân của nhiệt độ (TC)

Byte 5 : kiểm tra tổng.



33



-Nếu Byte 5 = (8 bit) (Byte1 +Byte2 +Byte3 + Byte4) thì giá trị độ ẩm và nhiệt độ

là chính xác, nếu sai thì kết quả đo khơng có nghĩa.

Đọc dữ liệu:

Sau khi giao tiếp được với DHT11, DHT11 sẽ gửi liên tiếp 40 bit 0 hoặc 1 về

MCU, tương ứng chia thành 5 byte kết quả của Nhiệt độ và độ ẩm.

+ Bit 0:



Hình 15.



Sơ đờ đọc giá trị đo

+ Bit 1:



Hình 16. Sơ đờ đọc giá trị đo

34



Sau khi tín hiệu được đưa về 0, ta đợi chân DATA của MCU được DHT11 kéo

lên 1. Nếu chân DATA là 1 trong khoảng 26-28 us thì là 0, còn nếu tồn tại 70us là 1.

Do đó trong lập trình ta bắt sườn lên của chân DATA, sau đó delay 50us. Nếu giá trị đo

được là 0 thì ta đọc được bit 0, nếu giá trị đo được là 1 thì giá trị đo được là 1. Cứ như

thế ta đọc các bit tiếp theo.



35



2.2.2. Thiết kế phần mềm

a)



Lưu đồ tḥt tốn mạch đo



Hình 17.



Lưu đờ thuật tốn mạch đo



36



-Chương trình con giải mã lệnh



Hình 18.



b)



chương trình con giải mã lệnh



Thiết kế giao diện web

Để giám sát nhiệt độ, độ ẩm từ xa qua internet, ta phải xây dựng một giao diện

website để tương tác với người dùng. Web động hay DHTML (Dynamic HTML) có

thể được định nghĩa như một phần mềm được sử dụng cho việc mô tả sự kết hợp giữa

ngôn ngữ đánh đấu siêu văn bản HTML, các stylesheet và ngôn ngữ script làm cho tài

liệu trở nên sinh động.

DHTML cho phép người lập trình dễ dàng thêm các hiệu ứng cho các trang

web. Ví dụ như làm động các hình ảnh và text trên trang web.

Cấu trúc của một DHTML:







Temperature Monitor

37







nội dung website







Giao diện website đã xây dựng:



Hình 19. Giao diện điều khiển thiết bị

Giao diện trang chủ ở đây nổi bật lên là nhiệt độ và độ ẩm ở thời gian hiện tại.

Ngồi ra còn hiển thị nhiệt độ cao nhất, nhiệt độ thấp nhất kèm theo thời gian.



Hình 20. Giao diện trang chủ giám sát nhiệt độ



Hình 21. Tồn bộ giao diện trang chủ



38



Hình 22. cơ sở dữ liệu trên data base

2.2.3. Thiết kế phần cứng

a)



Sơ đồ mạch nguyên lý của hệ thớng

• sơ đồ ngun lý khối vi điều khiển trung tâm



39



Hình 23





Sơ đờ ngun lý khới điều khiển trung tâm



sơ đồ nguyên lý khối Relay



40



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×